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CN117946034A - 一种eo/eg脱碳单元中节能降耗的方法 - Google Patents

一种eo/eg脱碳单元中节能降耗的方法 Download PDF

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CN117946034A
CN117946034A CN202211342115.XA CN202211342115A CN117946034A CN 117946034 A CN117946034 A CN 117946034A CN 202211342115 A CN202211342115 A CN 202211342115A CN 117946034 A CN117946034 A CN 117946034A
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CN202211342115.XA
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张叶
徐莉
孔凡敏
赵运生
苏豪
吴小莲
朱燕
肖昂
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China Petroleum and Chemical Corp
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/32—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
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    • C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms

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Abstract

一种EO/EG装置脱碳单元中节能降耗的方法，属于节能环保技术领域，用于使EO/EG装置脱碳单元中大幅降低能耗的方法。本发明的流程中再生塔改变现有一段再生工艺，在再生塔的底部再分隔出一个单独的空间，把再生塔分为两段再生。贫液在再生塔上部再生完后，经管道直接进入再生塔下部空间内。采用本发明在环氧乙烷/乙二醇合成循环气脱除二氧化碳时，提高了贫液的再生效果，从而不仅降低净化气中CO2残留量，满足新型催化剂运行条件，而且可以使整个流程溶液热耗降低20%以上。

Description

一种EO/EG脱碳单元中节能降耗的方法
技术领域
一种EO/EG装置脱碳单元中节能降耗的方法，属于节能环保技术领域，用于使EO/EG装置脱碳单元中大幅降低能耗的方法。
背景技术
环氧乙烷/乙二醇（EO/EG）相关技术主要有乙烯法以乙烯和氧气为原料，氧化反应生成环氧乙烷, 环氧乙烷经传统水合工艺或催化水解工艺生成乙二醇。目前世界上环氧乙烷/乙二醇工业应用的主导工艺为乙烯在银催化剂直接氧化生成环氧乙烷、环氧乙烷水合生成乙二醇的工艺技术。
采用高纯度乙烯与纯氧气氧化生成环氧乙烷(EO)，环氧乙烷经水吸收、解吸、再吸收、蒸发浓缩精馏，制得高纯度乙醇(EG)产品。在乙烯氧化生成环氧乙烷过程中生成一定量CO2，必须将其从合成循环气中脱除，才能保持催化反应效率。
随着新型高选择性氧化催化剂的开发应用使得乙烯利用率不断提高，同时要求循环气中CO2浓度更低，从原来5mol%降低到2mol%，甚至要求低于1mol%。这就需要脱碳溶液具有强大的脱除能力，进而对溶液的再生度提出了更高要求。
由于环氧乙烷/乙二醇合成循环气中脱碳过程中CO2分压始终比较低，即处于贫液循环操作状态，因此，溶液中的CO2解吸更加困难，采用现有的再生工艺，采用煮沸器对再生塔贫液进行煮沸再生，需要大量蒸汽，从吸收富液中解吸每标准立方米CO2的热耗达到9000~15000 kJ / Nm3CO2。要降低吸收塔出口净化气中CO2残留量，满足新型催化剂的运行条件，另一个办法就要使得贫液再生更加彻底，也就需要消耗更多的蒸汽。
为了能保证溶液的再生效果，同时又不使用更多的蒸汽，就需要从工艺、设备入手，开发更加节能的再生方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能够提高溶液的再生效果，进而保证净化气中CO2浓度达到要求，满足工艺要求，还可以尽可能降低过程中能耗的方法。
本发明是这样实现的： 本发明的流程中再生塔改变现有一段再生工艺，在再生塔的底部再分隔出一个单独的空间，把再生塔分为两段再生。
本发明方法中，贫液在再生塔上部再生完后，经管道直接进入再生塔下部空间内。
本发明方法中，对于加压再生塔底部出来的带有一定压力和较高温度的溶液，采用蒸汽喷射器对其进行抽吸，使溶液进步再生，并从该塔贫液中抽出来含有大量水蒸汽的混合气。作为直接蒸汽再返回到再生塔上段，供再生塔再生使用。
本发明方法中，蒸汽喷射器所用的动力蒸汽压力为 0.04~0. 16Mpa (表) (优选0.06~ 0. 12Mpa (表))。
本发明方法中，蒸汽喷射器所用的动力蒸汽温度在140~200℃（优选160~190℃）。本发明方法中，蒸汽喷射器所用的动力蒸汽用量根据装置规模和工艺确定。
一般地，从再生塔底部抽出来的蒸汽与蒸汽喷射器所用动力蒸汽重量比在0.8^1.4 (优选为0. 0.9~ 1.2)，节省了约50%的喷射蒸汽用量。
本发明方法中，蒸汽喷射器不仅限于一个，可以为一个或者多个。
本发明方法煮沸再生的过程中，可以使用煮沸器间接给热，也可以加入直接蒸汽进行给热。
采用本发明在环氧乙烷/ 乙二醇合成循环气脱除二氧化碳时，提高了贫液的再生效果，从而不仅降低净化气中CO2残留量，满足新型催化剂运行条件，而且可以使整个流程溶液热耗降低20%以上。
附图说明
图1为本发明实施例EO/EG脱碳单元中节能降耗的方法的工艺流程示意图。
图中，1—富液进再生塔；2—再生气出再生塔；3—蒸汽进喷射器；4—混合蒸汽进再生塔；5—被吸蒸汽出再生塔；6—贫液进煮沸器；7—气液混合物返回再生塔；8—蒸汽进煮沸器；9—蒸汽冷凝水去界外；10—贫液出再生塔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
以下实施例EO/EG脱碳单元中节能降耗的方法中，再生塔改变现有一段再生工艺，在再生塔的底部再分隔出一个单独的空间，把再生塔分为两段再生；贫液在再生塔上部再生完后，经管道直接进入再生塔下部空间内。对于加压再生塔底部出来的带有一定压力和较高温度的溶液，采用蒸汽喷射器对其进行抽吸，使溶液进步再生，并从该塔贫液中抽出来含有大量水蒸汽的混合气。作为直接蒸汽再返回到再生塔上段，供再生塔再生使用。具体工艺流程参考附图1。
实施例1
某规模为7万吨/年的乙烯在银催化剂作用下合成环氧乙烷装置，其氧化合成反应副反应产物CO2的脱碳单元采用碳酸钾脱碳工艺。尾气经过压缩机增压，压力1 .72MPa(A)、温度57 .3℃的反应气进入脱碳系统，循环气量为156587 .7kg/h，其中，CO2浓度1.52mol％，乙烯浓度29 .02mol％，O2浓度5 .66mol％，其余为CH4、C2H6、N2、Ar以及少量水蒸气和MEG。经过脱碳单元脱除完CO2后，CO2降低到0.5mol％左右。
脱碳过程中，装置使用碳酸钾溶液量为300m3/h，如果仅采用煮沸器或者直接蒸汽，在再生塔底部对溶液进行加热再生，需要蒸汽约15t/h，采用喷射器对再生塔底部溶液进行抽吸，动力蒸汽连同抽出的蒸汽供再生塔上部再生使用，需要蒸汽量为10t/h，能耗降低约33%。
实施例2
某新建规模为80万吨/年的乙烯制环氧乙烷/乙二醇装置，其氧化合成反应在银催化剂作用下完成，反应副反应产物CO2的脱除单元采用热碳酸钾脱碳工艺。压力2 .40MPa(A) 、温度57 .6℃的反应气进入脱碳系统，循环气量为1 83 457 4 .8kg /h ，其中CO2浓度1 .73mol％，乙烯浓度29 .50mol％，O2浓度5 .67mol％，其余为CH4、C2H6、N2、Ar以及少量水蒸气和MEG。
脱碳过程中，装置使用碳酸钾溶液量为2000m3/h，如果仅采用煮沸器或者直接蒸汽，在再生塔底部对溶液进行加热再生，需要蒸汽约150t/h，采用喷射器对再生塔底部溶液进行抽吸，动力蒸汽连同抽出的蒸汽供再生塔上部再生使用，需要蒸汽量为120t/h，能耗降低约20%。
实施例3
某新建规模为20万吨/年的乙烯制精环氧乙烷装置，其氧化合成反应在银催化剂作用下完成，反应副反应产物CO2的脱除单元采用热碳酸钾脱碳工艺。压力2 .3 8 M P a( A) 、温度4 9 .2 ℃的反应循环气进入脱碳系统，循环气量为678623 .54kg/h，其中CO2浓度1 .45mol％，乙烯浓度28 .71mol％，O2浓度5 .78mol％，其余为CH4、C2H6、N2、Ar以及少量水蒸气和MEG。
脱碳过程中，装置使用碳酸钾溶液量为900m3/h，如果仅采用煮沸器或者直接蒸汽，在再生塔底部对溶液进行加热再生，需要蒸汽约40t/h，采用喷射器对再生塔底部溶液进行抽吸，动力蒸汽连同抽出的蒸汽供再生塔上部再生使用，需要蒸汽量为30t/h，能耗降低约25%。
实施例4
某规模为5万吨/年的乙烯制环氧乙烷/乙二醇装置，其氧化合成在银催化剂作用下完成，反应副反应产物CO2的脱除单元采用碳酸钾脱碳工艺。压力2 .36MPa(A)、温度47.4℃的反应气进入脱碳系统，循环气量为121676 .23kg/h，其中CO2浓度2 .1mol％，乙烯浓度25 .16mol％，O2浓度5 .79mol％，其余为CH4、C2H6、N2、Ar以及少量EO和水蒸气。
脱碳过程中，装置使用碳酸钾溶液量为200m3/h，如果仅采用煮沸器或者直接蒸汽，在再生塔底部对溶液进行加热再生，需要蒸汽约30t/h，采用喷射器对再生塔底部溶液进行抽吸，动力蒸汽连同抽出的蒸汽供再生塔上部再生使用，需要蒸汽量为18t/h，能耗降低约40%。
实施例5
某新建规模为33万吨/年的醋酸乙烯装置，用乙烯、氧气和醋酸蒸汽在贵金属Pd-Au(Pt)催化剂及醋酸钾助催化剂作用下，在160-200℃，0 .6-0 .8MPa条件下，反应产物经分离，精馏得到产品。该氧化合成反应副反应产物CO2的脱除单元采用碳酸钾脱碳工艺。尾气经过压缩机增压，压力1 .2MPa(A)、温度82℃的循环气进入脱碳系统，气量为18435.05kg/h，其中CO2浓度14 .84mol％，乙烯浓度63 .09mol％，O2浓度3 .22mol％，其余为CH4、C2H6、N2、Ar以及少量水蒸气。
脱碳过程中，装置使用碳酸钾溶液量为1500m3/h，如果仅采用煮沸器或者直接蒸汽，在再生塔底部对溶液进行加热再生，需要蒸汽约70t/h，采用喷射器对再生塔底部溶液进行抽吸，动力蒸汽连同抽出的蒸汽供再生塔上部再生使用，需要蒸汽量为55t/h，能耗降低约20%。

Claims (10)

1.一种EO/EG脱碳单元中节能降耗的方法，其特征是EO/EG脱碳单元中的再生塔底部分隔一个单独的空间，使再生塔分为两段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于贫液在再生塔上部再生完后，经管道直接进入再生塔下部空间内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是对于加压再生塔底部出来的带有一定压力和温度较高的溶液，采用蒸汽喷射器对其进行抽吸，使溶液进一步再生，并从该塔贫液中抽出含有大量水蒸气的混合气，作为直接蒸汽再返回到再生塔上段，供再生塔再生使用。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于再生塔上部贫液全部进入再生塔下部进行进一步再生加抽吸蒸汽，或部分进入再生塔底部，比例不限。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于蒸汽喷射器所用动力蒸汽压力为 0.04~0.16Mpa (表)，优选0.06~ 0. 12Mpa (表)。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于蒸汽喷射器所用动力蒸汽温度在140~200℃，优选160~190℃。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于从再生塔底部抽出的蒸汽与蒸汽喷射器所用动力蒸汽的重量比在0.8~1.4。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于从再生塔底部抽出的蒸汽与蒸汽喷射器所用动力蒸汽的重量比在0. 0.9~ 1.2。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于蒸汽喷射器为一个或多个。
10.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于煮沸再生的过程中，使用煮沸器间接给热，或加入直接蒸汽进行给热。
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WO2018024598A1 (de) * 2016-08-01 2018-02-08 Basf Se Zweistufiges verfahren zum entfernen von co2 aus synthesegas
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